BESCHREIBUNG TITEL Transfervorrichtung an einer Presse TECHNISCHES GEBIET Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Presse sowie ein Verfahren zum schrittweisen Transport von Werkstücken in einer Längsrichtung von einer Aufnahmestation durch mindestens eine Bearbeitungsstation der Presse mit Transportmitteln für die Werkstücke, welche zyklisch und synchron mit der Bewegung der Presse in der Längsrichtung sowie zum Erfassen bzw. wieder Loslassen der Werkstücke in einer dazu im wesentlichen senkrechten Querrichtung hin-und herbewegt werden. Dabei erfolgt die Bewegung der Transportmittel in der Längsrichtung über einen mit der Bewegung der Presse lediglich synchronisierten Fremdantrieb. Transfervolzichtungen zeichnen sich gegenüber sogenannten Folgeverbundwerkzeugen dadurch aus, dass das in der Presse umzufonnende Teil im Bereich der Aufnahmestation zunächst z. B. von einem Endlosstreifen z. B. durch Abschneiden oder Ausstanzen abgetrennt und anschliessend unabhängig von der Bewegung des Endlosstreifens und zumeist auch senkrecht zu dieser durch die mindestens eine Bearbeitungsstation der Presse transportiert wird. Üblicherweise ist die Presse mit mehreren, hintereinandergeschalteten Bearbeitungsstationen bzw.

Umformstufen versehen. Bei den Folgeverbundwerkzeugen wird das umzuformende Teil hingegen durch den eigenen Endlosstreifen, aus dem es stammt, von Umformstufe zu Umformstufe transportiert.

STAND DER TECHNIK Grundsätzlich kann man für den Längsantrieb von Transfersystemen von zwei Antriebssystemen ausgehen.

Zunächst ist der rein mechanische Antrieb zu nennen. Der Antrieb des Transfers erfolgt hier mechanisch über ein Getriebe mit einer Getriebeschnecke und einem Hebel, wobei das Getriebe über einen Zahnriemen, eine Kette oder eine Welle direkt von der Exzenterwelle der Presse her angetrieben wird. Typische Zykluswinkel bei diesen mechanischen Getrieben sind : Vorschubwinkel = 120° Stillstandwinkel nach dem Vorschub = 60° Rückhubwinkel = 120° Stillstandwinkel nach dem Rückhub = 60" Alternativ ist der Antrieb über ein gesteuertes Fremdsystem (z. B. Servomotor/ Linearmotor) zu nennen. Der Antrieb der Längsbewegung erfolgt hier über einen Rotor eines Servomotors, der ein System antreibt, welches die Längsbewegung erzeugt (Zahnriemen mit Längsführungen/Gewinderollspindel mit Längsführungen). Die Längsbewegung kann alternativ auch direkt von einem Linearmotor erzeugt werden.

Vergleicht man diese beiden grundsätzlichen Ansätze, so lassen sich folgende Vorteile und Nachteile auflisten : Vorteile mechanischer Antrieb : o Bewegungsablauf verläuft entsprechend der vorgegebenen mathematischen Formel, welche in Form der Getriebeschnecke abgebildet ist e es können hohe Beschleunigungen realisiert werden (bis 25 g) e es treten keine Schleppfehler auf "der Bewegungsablauf verläuft jederzeit synchron zur Pressenbewegung * keine Kollisionsgefahr mit dem Werkzeug, weil die bewegten Baugruppen mechanisch gekoppelt sind.

Nachteile mechanischer Antrieb : 'Bewegungsablauf (Vorschubzyklus) kann nicht verändert werden aufwändige Konstruktion für den Antrieb von der Presse zum Getriebe Platzierung des Getriebes wird durch den Abtrieb der Presse vorbestimmt . Vorschubweg ist fix.

Vorteile Servoantrieb Vorschubzyklus kann flexibel gewählt werden (Software) Anbau an die Presse ist flexibel e auf der Presse können verschiedene Zyklen gefahren werden . Vorschubweg kann verändert werden Nachteile Servoantrieb : Beschleunigung ist begrenzt Schleppfehler und Überschwingen während des Bewegungsablaufs Taktzahl begrenzt dazu bewegende Masse im Verhältnis zur Hubzahl und Vorschub begrenzt Antrieb kann ausfallen e damit der Servomotor seine eigene Masse bewegen kann, benötigt er schon relativ viel Energie.

Eine mechanische Transfervorrichtung ähnlich der genannten Art mit einem Paar von Transportstangen als Transportmitteln für die Werkstücke ist z. B. bekannt aus der EP 0 490 821 Al. Dort erfolgt der Antrieb der Transportstangen durch mechanische Kopplung mit bewegten Teilen der Presse und zwar in Längsrichtung durch Abnahme der Bewegung von der Excenterwelle der Presse über ein Getriebe und in Querrichtung durch Abnahme der Bewegung vom Stössel der Presse mittels Steuerschienen, wodurch sich hohe Hubzahlen im Bereich 300 Takte pro Minute realisieren lassen. Für spezielle

Anwendungen im Dosenbereich werden sogar bis zu 700 Takte pro Minute erreicht.

Durch die mechanische Kopplung können auch Kollisionen des Pressenwerkzeugs mit den Transportmitteln weitestgehend verhindert werden.

Grundsätzlich ähnliche Vorrichtungen sind aus der EP 0 504 098 Al und der EP 0 694 350 AI bekannt, wobei hier den Transportstangen bzw. den Werkstücken noch eine vertikale Bewegung überlagert wird.

Daneben sind Transfervorrichtungen bekannt, bei denen der Antrieb der Transportmittel über einen oder mehrere Fremdantriebe unter Verwendung von Servomotoren, Hydraulik, Pneumatik, Linearmotoren, etc. bewirkt wird und welche in verschiedenster Weise signaltechnisch mit der Bewegung des Pressenstössels synchronisiert sind.

Solche Fremdantriebe sind in der Regel billiger und auch flexibler einsetzbar als die vorerwähnten mechanischen Kopplungen, doch können mit ihnen nicht so hohe Hubzahlen erreicht werden. Die Grenze liegt hier derzeit bei 50-150 Takten pro Minute. Auch besteht bei Ausfall eines Antriebs die Gefahr einer Kollision zwischen dem Pressenwerkzeug und den Transportmitteln mit meist zerstörerischen Folgen.

Einen weiteren möglichen Ansatz beschreibt die WO-A-00/20305. Hier wird eine Vorrichtung zum schrittweisen Transport von Werkstücken in einer Längsrichtung von einer Aufnahmestation durch mindestens eine Bearbeitungsstation einer Presse mit Transportmitteln für die Werkstücke, welche zyklisch und synchron mit der Bewegung des Stössels der Presse in der Längsrichtung sowie zum Erfassen bzw. wieder Loslassen der Werkstücke in einer dazu senkrechten Querrichtung hin-und herbewegt werden, beschrieben. Der Antrieb der Transportmittel in der Längsrichtung erfolgt hierbei über einen Fremdantrieb, der mit der Excenterwelle der Presse lediglich signaltechnisch synchronisiert ist. Die Bewegung der Transportmittel zum Loslassen der Werkstücke in der Querrichtung ist hingegen durch direkte mechanische Kopplung von der Bewegung des Pressenstössels abgeleitet. Durch diese Antriebsart werden die Vorteile der rein mechanischen Antriebe hinsichtlich Sicherheit und hoher Taktraten mit der Kostengünstigkeit und grösseren Flexibilität von Fremdantrieben in Kombination erreicht. Nachteilig daran ist aber, dass im Vergleich zu einer rein mechanischen Längsbewegung infolge des verwendeten Servomotors nur vergleichsweise niedrige

Taktraten wesentlich unterhalb von 300 oder sogar nur 250 Hüben/Minute möglich sind.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung an einer Presse zum schrittweisen Transport von Werkstücken vorzuschlagen, welche insbesondere hohe Taktraten im Bereich jener von rein mechanischen Längsbewegungen ermöglicht, und welche andererseits dennoch die Flexibilität von Vorrichtungen unter Verwendung von Fremdantrieben aufweist. Insbesondere geht es dabei um eine Vorrichtung an einer Presse zum schrittweisen Transport von Werkstücken in einer Längsrichtung von einer Aufnahmestation durch mindestens eine Bearbeitungsstation der Presse mit Transportmitteln für die Werkstücke, welche zyklisch und synchron mit der Bewegung der Presse in der Längsrichtung sowie zum Erfassen bzw. wieder Loslassen der Werkstücke in einer dazu im wesentlichen senkrechten Querrichtung hin-und herbewegt werden, wobei die Bewegung der Transportmittel in der Längsrichtung über einen mit der Bewegung der Presse lediglich synchronisierten Fremdantrieb erfolgt.

Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erreicht, dass der motorische Fremdantrieb derart mechanisch an die Transportmittel angekoppelt ist, dass die Hin-und Herbewegung der Transportmittel ohne Rotationsumkehr des Fremdantriebs möglich ist.

Typischerweise besteht bei der Verwendung von Fremdantrieben, insbesondere bei Servomotoren sein wesentliches Problem darin, dass die erreichbaren Beschleunigungen respektive Hubzahlen infolge der zu veranlassenden Vor-und Zurückbewegung beschränkt sind. Dieses hin und her erfordert nämlich jeweils ein schnelles Abbremsen respektive Beschleunigen des Servomotors (Stop and Go), und da typischerweise bei einer derartigen Vorrichtung grosse bewegte Massen vorhanden sind, sind so die möglichen Beschleunigungen im Vergleich zu rein mechanischen Lösungen beschränkt.

Der Kern der Erfindung besteht somit darin, eine mechanische Kopplung des

motorischen Fremdantriebs an die Transportmittel vorzusehen, welche es erlaubt, den Fremdantrieb ohne Rotationsumkehr zu betreiben, und damit die ansonsten notwendigen Beschleunigungen zu vermeiden, zu reduzieren oder in Abschnitte zu legen, wo wenig Massen beschleunigt werden. Die eigentliche Rotationsumkehr wird dabei durch ein entsprechendes, die Hin-und Herbewegung umsetzendes mechanisches Getriebe erzeugt, während der Fremdantrieb, typischerweise ein Servomotor, beispielsweise bei im Vorschub konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit und gleichbleibender Umdrehungsrichtung betrieben werden kann. Aus dieser Ausgestaltung ergeben sich eine Vielzahl von unerwarteten Vorteilen, im wesentlichen lassen sich die Vorteile eines rein mechanischen Antriebs mit jenen eines reinen Fremdantriebs kombinieren.

Eine erste bevorzugte Ausführungsfonn zeichnet sich entsprechend dadurch aus, dass die mechanische Kopplung zwischen Fremdantrieb und Transportmittel als mechanisches Getriebe, insbesondere bevorzugt als mechanisches Kurvengetriebe ausgebildet ist. Möglich ist beispielsweise die Verwendung eines Schneckengetriebes.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des motorischen Fremdantriebs über einen Winkelschrittgeber mit der Bewegung der Presse, insbesondere mit der Bewegung einer Excenterwelle der Presse synchronisiert ist. Durch eine derartige Synchronisation von Fremdantrieb und Presse können tatsächlich Hubgeschwindigkeiten erreicht werden, welche mit jenen rein mechanischer Transfervonichtungen vergleichbar sind.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verfügt über Mittel, welche es erlauben, den motorischen Fremdantrieb in Abhängigkeit des Vorschubzyklus'mit unterschiedlichen Drehzahlen zu betreiben. Diese inhärente Flexibilität des Fremdantriebs erlaubt u. a. die Veränderung des Vorschubwinkels und damit die Umformung von höheren Bauteilen in der Presse, ohne mechanische Umbauten erforderlich zu machen. Insbesondere wird so die Geschwindigkeit der Längsbewegung der Transportmittel in gewissen Grenzen ohne mechanische Veränderungen allein über die Ansteuerung der Drehzahl des Fremdantriebs variierbar.

Dies nun eben ohne die nach dem Stand der Technik erforderliche Umkehr der

Rotationsrichtung des Servomotors, d. h. bei hohen Taktraten.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vomchtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Transportmittel zum Loslassen der Werkstüclce in der Querrichtung durch direkte mechanische Kopplung von der Bewegung des Presse abgeleitet ist. Die Bewegung der Transportmittel zum Ergreifen der Werkstücke in der Querrichtung kann ebenfalls durch einen Fremdantrieb erfolgen, wobei ggf. auch analog zum Längsantrieb eine Kombination eines motorischen Fremdantriebs mit einem mechanischen Getriebe, d. h. ohne Umkehr der Rotationsrichtung des Fremdantriebs möglich ist. Dies ist an sich ein für sich genommen, d. h. ggf. auch unabhängig von der Ausgestaltung des Längsantriebs mögliche Realisierung des Querantriebs, welche neu und erfinderisch ist.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Antrieb der Transportmittel zum Loslassen der Werkstücke in der Querrichtung über ein mechanisches Kurvensystem von der Bewegung des Pressenstössels abgeleitet ist. Weiterhin umfassen bevorzugt die Transportmittel Transportstangen, welche sich in Längsrichtung zu beiden Seiten der Aufnahme-sowie der mindestens einen Bearbeitungsstation erstrecken und welche vorzugsweise mit Greifern für die Werkstücke besetzt sind.

Weitere bevorzugte Ausfiihrungsforsnen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum schrittweisen Transport von Werkstücken an einer Presse, insbesondere bevorzugt unter Verwendung einer Vorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde. Dabei wird der Transport in einer Längsrichtung von einer Aufnahmestation durch mindestens eine Bearbeitungsstation der Presse mit Transportmitteln für die Werkstücke gewährleistet, welche zyklisch und synchron mit der Bewegung der Presse in der Längsrichtung sowie zum Erfassen bzw. wieder Loslassen der Werkstücke in einer dazu im wesentlichen senkrechten Querrichtung hin-und herbewegt werden. Ausserdem erfolgt die Bewegung der Transportmittel in der Längsrichtung über einen mit der Bewegung der Presse lediglich synchronisierten Fremdantrieb. Erfindungsgemäss wird dabei die Hin-und

Herbewegung der Transportmittel vom motorischen Fremdantrieb ohne Rotationsumkehr des Fremdantriebs angetrieben. Dies insbesondere unter Verwendung eines mechanischen Getriebes, welches aus der Rotationsbewegung des Fremdantriebs eine Hin-und Herbewegung erzeugt.

Eine erste bevorzugte Betriebsweise zeichnet sich dabei dadurch aus, dass der motorische Fremdantrieb bei konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit und Umdrehungsrichtung gefahren wird. Typischerweise wird die Kurvencharakteristik des Getriebes für einen derartigen konstanten Betrieb optimiert. Alternativ und insbesondere bevorzugt ist es nun aber möglich, eine Vorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde, so zu betreiben, dass der motorische Fremdantrieb in Abhängigkeit des Vorschubzyklus' mit variierender Umdrehungsgeschwindigkeit bei bevorzugt gleichbleibender Umdrehungsrichtung betrieben wird. So kann die Flexibilität eines Fremdantriebs in Längsrichtung mit den hohen Hubzahlen einer rein mechanischen Förderung in Längsrichtung kombiniert werden. Insbesondere bevorzugt wird dabei so vorgegangen, dass die Umdrehungsgeschwindigkeit des Fremdantriebs in jenen Abschnitten des Vorschubzyklus'variiert wird, in welchen die Transportmittel keine Längsbewegung ausführen (so genannte Stillstand-Abschnitte). In den anderen Abschnitten, d. h. im Vorschub und im Rückhub wird bevorzugt die Umdrehungsgeschwindigkeit des Fremdantriebs konstant gehalten, wobei vorzugsweise z. B. beim Vorschub eine erhöhte, konstante Umdrehungsgeschwindigkeit gefahren wird. In jenen Abschnitten des Vorschubzyldus', in welchen die Transportmittel keine Längsbewegung ausführen, wird vorzugsweise zunächst eine Verlangsamung der Umdrehungsgeschwindigkeit und eine anschliessende Beschleunigung der Umdrehungsgeschwindigkeit auf den für den anschliessenden Abschnitt des Zyklus relevanten Wert vorgenommen. So kann bei optimaler Ausnützung der Kurvencharakteristik des Getriebes (beispielsweise ausgelegt für konstante Geschwindigkeit des Fremdantriebs) bezüglich Fahrweise bei konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit des Fremdantriebs der Vorschubwinkel verkleinert werden. Die Variation der Umdrehungsgeschwindigkeit des Fremdantriebs in den Stillstand-Abschnitten weist insbesondere den Vorteil auf, dass dort so gut wie keine bewegte Massen (abgesehen von der Welle des Servomotors und der Getriebeschnecke sowie ggf. einem Reduktionsgetriebe) vorhanden sind, und entsprechend

Energieverluste (Abbremsen) respektive hoher Energieverbrauch (Beschleunigen) vermieden werden kann. Auf diese Weise können beispielsweise Hubzahlen von mehr als 200 Hübe/min oder mehr als 270 Hübe/min erreicht werden. Typisch möglich sind Hubzahlen im Bereich von oder mehr als 300 Hüben/min oder sogar mehr als 350 Hüben/min.

KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen : Fig. 1 eine Draufsicht auf den Tisch einer Presse mit einer Transfervorrichtung ; Fig. 2 eine Stirnansicht der Presse mit Teilen der Transfervorrichtung ; Fig. 3 einen Teilschnitt nach Linie III-III in Fig. 1 in grösserem Massstab ; Fig. 4 einen Teil des Längsantriebs der Transfervorrichtung ; Fig. 5 eine schematische Darstellung des Vorschubzyklus'eines mechanischen Transfergetriebes ; Fig. 6 eine schematische Darstellung des Transfersystems mit variabler Vorschubzeit respektive mit variablen Winkeln ; und Fig. 7 eine schematische Darstellung des Vorschubzyklus'eines Transferbetriebes mit variablen Winkeln.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG Die Figuren 1 und 2 zeigen mehr oder weniger schematisch einen Pressentisch 1, Führungssäulen 2 und einen Pressenstössel 3. In üblicher Weise ist auf dem Tisch 1 der Unterteil und am Stössel 3 der Oberteil eines sogenannten Transferwerkzeuges mit mehreren hintereinandergeschalteten Bearbeitungs-bzw. Umfbrmstationen befestigt.

Dieses Werkzeug ist in der Zeichnung zur Vereinfachung nicht dargestellt. Als Transportmittel für die umzuformenden Werkstücke in Längsrichtung durch die

einzelnen Umformstationen befindet sich beidseitig des Werkzeuges je eine Transpoltstange 4 mit rein schematisch dargestellten Greifern 5 für die Werkstücke. Die Enden der Transportstangen sind mittels Befestigungswinkeln 6 auf Längsschlitten 7 montiert. Die Längsschlitten 7 (Figur 3) sind starr längs zweier paralleler Führungsstangen 8 geführt, die ihrerseits in einem Querschlitten 9 befestigt sind, der längs zweier paralleler Quer-Führungsstangen 10 geführt ist.

Die Querbewegung der Transportstangen 4 in Öffnungsrichtung nach aussen wird gesteuert durch Steuerschienen 11, die am Pressenstössel 3 montiert sind und mit ihren aussen liegenden Steuerkurven 12 auf Steuerrollen 13 von Fortsätzen 14 der Schlitten 9 wirken. Auf die Fortsätze 14 wirken andererseits die Kolbenstangen 15 von pneumatischen Zylindern 16 in umgekehrter Richtung nach innen. Es wirkt damit stets ein zuverlässiger Anpressdruck in Schliessrichtung nach innen auf die Fortsätze 14, so dass die Steuerrollen 13 stets auch sicher an den Steuerkurven 12 der Steuerschienen 11 anliegen. Aus den Figuren 2 und 3 ist ersichtlich, dass bei der Abwärtsbewegung der Steuerschienen 11 mit dem Pressenstössel 3 die Steuerrollen 13 und die damit verbundenen Teile, d. h. auch die Transportstangen 4, auswärts gespreizt werden, so dass ein zwischen zwei gegenüberliegenden Haltern 5 geklemmtes Werkstück 17 freigegeben wird. Die Halter 5 werden dabei auch aus dem Bereich der oberen und unteren Werkzeugteile der Presse seitlich entfernt, so dass sich das Werkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken in allen Stationen schliessen kann.

In Figur 1 ist angedeutet, dass in einer Stanz-und Aufnahmestation Werkstücke wie z. B. Rohlinge 18 aus einem querdurchlaufenden Band 19 ausgestanzt und von den äussersten Greifern der Transportstangen 4 übernommen werden. In aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen werden die Werkstücke 18 schrittweise nach links verschoben und somit nacheinander den einzelnen Umformstationen des Transferwerkzeugs zugeführt. Nach einer gewissen Anlaufzeit sind sämtliche Umformstationen mit je einem Werkstück 18 belegt. Pro Arbeitszyklus führen die Transportstangen 4 eine geschlossene rechteckige Bewegung aus, indem sie in einem ersten Takt eine Anzahl erfasster Rohlinge zur nächstfolgenden Umformstation des Transferwerkzeugs vorschieben, in einem zweiten Takt seitlich nach aussen von dem

Werkstücken und aus dem Überdeckungsbereich mit dem Werkzeug entfernt werden, in einem dritten Takt in Längsrichtung wieder zurückgeführt und in einem vierten Takt zum Erfassen der Werkstücke wieder nach innen zum Werkzeug hin bewegt werden (vgl. dazu auch Fig. 5, Kommentar weiter unten).

Der Längsantrieb der Transportstangen 4 umfasst zwei Blattfedern 20, die mit ihren rechten Enden an der Innenseite der Längsschlitten 7 befestigt sind und die, wie in Figur 4 angedeutet, den Querbewegungen der Transportstangen 4 folgen können. An ihrem linken Ende sind die beiden Blattfedern 20 mit einem in Längsrichtung hin-und her bewegbaren Führungsschlitten 21 verbunden, der von einem elektrischen Servomotor 23 über einen Zahnriemen 22 angetrieben wird. Der Servomotor 23 ist mit einem Steuersignal 24 beaufschlagt, das mit einem nicht dargestellten Winkeldrehgeber von der Bewegung der Excenterwelle der Presse und abgeleitet ist.

Erfindungsgemäss wird nun so vorgegangen, dass die Vorteile eines mechanischen Getriebes mit den Vorteilen eines Servoantriebes verbunden werden, indem ein Fremdantrieb, d. h. ein Servomotor über ein mechanisches Getriebe zur Erzeugung des Längsantriebs verwendet wird. Dabei übernimmt das mechanische Getriebe gewissermassen die Aufgabe, aus der Rotation des Motors eine Schubumkehr zu erzeugen, ohne dass die Rotationsrichtung geändert werden muss.

Bei einem mechanischen Getriebe existieren im Normalfall 4 Sektoren (vgl. dazu Fig.

5): # Vorschubsektor 25 zum Transport des Umformteiles von einer Werkzeugstufe zur Nächsten.

Stillstandsektor 26 zur Übergabe des Umformteiles vom Transfersystem an das Umformwerkzeug.

R Rückhubsektor 27 zum Zurückfahren der Greiferschienen in die Ausgangslage. e Stillstandsektor 28 zur Uebergabe des Umforinteiles vom Werkzeug an die Greiferschienen.

Typischerweise können die Winkel der 4 Sektoren wie folgt angenommen werden :

« Vorschubsektor 25 : 120° Stillstandsektor 26 : 60° Rückhubsektor 27 : 120° e Stillstandsektor 28 : 60° Bei der Auslegung dieser Winkel ist vor allem der Vorschubwinkel 25 kritisch. In diesem Sektor muss das Umformteil transportiert werden und es darf während der Bewegung nicht aus den Greifern fallen, oder sich darin verschieben.

Zudem ist die Grösse des Winkels ausschlaggebend für die Bestimmung der verfügbaren Nutzhöhe, bei der Umformteile noch umgeformt werden können. In Fig. 5 ist diese Höhe, die theoretische nutzbare Höhe, mit dem Bezugszeichen 30 dargestellt, sowie die gesamte Höhe, der Pressenhub, mit dem Bezugszeichen 29. Der Pressenhub ist für eine gegebene Anordnung fix.

Je grösser der Winkel ist, desto niedriger müssen die Teile sein, die umgeformt werden.

Bei einer rein mechanischen Kopplung von Pressenhub und Längsbewegung sowie seitlicher Bewegung sind sowohl Pressenhub 29 als auch die theoretisch nutzbare Höhe 30 unverstellbar.

Ein weiterer Zusammenhang besteht in der Taktzahl der Presse in Verbindung zum Vorschubwinkel. Je kleiner der Winkel ist, umso niedrigere Taktzahl müssen gefahren werden, weil sonst die Beschleunigung im Vorschubsektor zu gross wird (mechanisch sind Beschleunigungen bis 25 g möglich). Bei einem Transfersystem mit klassischem Servoantrieb muss der Motor in den Bewegungssektoren immer wieder von Null auf max. Geschwindigkeit beschleunigt und beim Bremsen von max.

Geschwindigkeit auf Null verzögert werden.

Kombiniert man nun die 2 Antriebsarten der Transfersysteme in der erfindungsgemässen Weise, so kommt man auf folgenden Ansatz (vgl. dazu Fig. 6) : Ein Servomotor 35 mit variabler Tourenzahl und Winkelschrittgeber treibt ein mechanisches Kurvengetriebe 38 an, bei welchem die Sektoren nach optimalen

Gesichtspunkten für eine maximale Taktzahl der Presse ausgelegt sind. Diese Optimierung ist i. d. R. für konstante Drehzahl des Motors ausgelegt. Zwischen Servomotor 35 und Kurvengetriebe 38 kann dabei ausserdem ein Reduktionsgetriebe 36 angeordnet sein.. Der Servomotor 35 ist ein Elektromotor, der geschaltet werden kann, d. h. dessen Leistung steuerbar ist. Beispielsweise kann ein Servomotor 35 mit 3000 Umdrehungen/min verwendet werden, und eine Reduktionsgetriebe 36 mit einem Faktor 1 : 10, so dass am Transfergetriebe 38 eine Rotation von 300 Umdrehungen/min anliegt.

Der Servomotor 35 wird über eine Steuerung von einem Winkelschrittgeber 32 her, welcher von der Exzenterwelle der Presse 31 angetrieben wird, synchronisiert. Damit die Synchronisation gewährleistet ist, besitzt der Servomotor 35 ebenfalls einen Winkelschrittgeber.

Der Winkelschrittgeber ist eine elektronische Baugruppe, welche in der Lage ist, eine Umdrehung einer Welle (z. B. Exzenterwelle der Presse) von 360'in Inkremente von beispielsweise 0, 044° aufzuteilen und die jeweilige Winkelposition der Exzenterwelle genau zu berechnen.

Das Transfergetriebe 38 umfasst eine Getriebeschnecke 37, welche aus der Drehbewegung des Servomotors 35 eine Längsbewegung erzeugt. Diese Längsbewegung wird über einen Vorschubhebel 34 auf die Transportstangen 4 übertragen.

Fährt man nun mit maximaler Taktzahl, gemäss der Auslegung des Kurvengesetzes des Transiergetriebes 38, so läuft der Servomotor 35 mit konstanter, Umdrehung, welche genau der Umdrehung der Exzenterwelle der Presse 31 entspricht.

Bei dieser Betriebsart läuft das System genau gleich, wie wenn das Getriebe 38 direkt von der Exzenterwelle der Presse 31 angetrieben wäre.

Will man nun die Vorteile des Servomotors 35 ausnützen, so kann die Tourenzahl des Motors 35 in den einzelnen Kurvensektorcn verändert werden. So kann bei fixem Vorschubweg 33 eine variable Vorschubzeit erlaubt werden. Dies ist schematisch analog zu Fig. 5 in Fig. 7 dargestellt.

Fährt das Getriebe mit gleicher Tourenzahl wie die Presse, so entspricht die Vorschubzeit dem ausgelegten Vorschubwinkel (Situation von Fig. 5).

'Fährt das Getriebe im Vorschubwinkelbereich 25 respektive 40 schneller als die Presse, so verkürzt sich die Zeit und der Vorschubwinkel wird virtuell kleiner.

Dadurch erhöht sich die nutzbare Höhe für die Teileumformung (Pfeil 30 in Fig.

5). Es ist zu beachten, dass die nutzbare Höhe für die Teileumformung wenigstens die doppelte Höhe des umzuformenden Teils ausmacht, und dass typischerweise wenigstens ein Drittel für den Transport gerechnet werden muss. im Bereich der Stillstandzonen 26,28 kann die Tourenzahl des Servomotors 35 verändert werden Soll der Vorschubwinkel 40 verkleinert werden, so kann der Motor 35 innerhalb der Stillstandsstrecke 43 der Getriebeschnecke 37 (keine Längsbewegung des Transfers) auf eine höhere Drehzahl gebracht werden. Der Vorschubwinkel 40 wird in diesem Fall in kürzerer Zeit durchfahren und virtuell wird der Winkel kleiner. Beim nächsten Sektor (Übergabe des Umformteiles an das Werkzeug) kann der Motor 35 wieder derart verzögert werden, dass er spätestens beim Eintritt in den Rückhub wieder synchron zur Presse 31 läuft.

Entsprechend resultiert beispielsweise der in Fig. 7 dargestellte Bewegungsablauf mit unterschiedlichen Zeitintervallen : Ausgangslage : Die Presse läuft z. B. rnit einer Nenndrehzahl von 300 Hüben/min e Das mechanische Schrittsclialtgetriebe 38 ist auf die Standardwinkel 120°/60°/ 120°/60° ausgelegt.

"Der Vorschubzyklus (Zeit) wird gegenüber der Standardzeit um z. B. 50% reduziert. (virtueller Vorschubwinkel = 60°).

Im Bewegungsablauf werden folgende Abschnitte respektive Punkte durchlaufen : 1. Die Presse wird im oberen Totpunkt 39 der Presse gestartet, und erreicht nach kurzer Zeit ihre Nenndrehzahl. Dabei legt der Transfervorschub

noch die Hälfte des Vorschubweges 33 zurück.

2. Bei Pos. A bleibt der Vorschub stehen, während die Presse mit konstanter Drehzahl weiterläuft. Die Greifer sind in dieser Position geschlossen. Beim Übergang in den Bereich lösen sich die Greifer, sobald das Werkzeug der Presse das zu bearbeitende Teil genügend geklemmt hat.

3. Im Bereich B reduziert der Servomotor 35 seine Drehzahl (unterhalb der Drehzahl der Presse).

4. Im Bereich C erhöht der Servomotor 35 seine Drehzahl auf die Nenndrehzahl der Presse.

5. Bei Pos. D beginnt der Transfervorschub seinen Rückhub 42 und läuft mit der gleichen Drehzahl wie die Presse in seine Endlage Pos. E zurück.

Im Bereich 42 findet die eigentliche Arbeit des Werkzeugs statt.

Entsprechend schliessen sich die Greifer erst bei Position E wieder um das fertig bearbeitete Teil.

6. Im Bereich F reduziert der Servomotor 35 seine Drehzahl (unterhalb der Drehzahl der Presse). NB : die Drehzahl des Servomotors kann im Extremfall bis auf Null reduziert werden.

7. Im Bereich G erhöht der Servomotor 35 seine Drehzahl (oberhalb der Drehzahl der Presse).

8. Bei Pos. H startet der Transfervorschub 40. Dabei wird der Bereich zwischen Pos. H und A gegenüber der Pressendrehzahl mit erhöhter Drehzahl des Transfergetriebes durchlaufen. (z. B. doppelte Drehzahl im vorliegenden Beispiel) Durch die Veränderung der Drehzahl des Servomotors 35 gegenüber der Pressendrehzahl können die Zykluszeiten des Transfersystems individuell verstellt werden.

Theoretisch ist es auch möglich, den ganzen Bewegungszyldus des Transfergetriebes zu

drehen. (z. B. Rückhub ist im Totpunkt 39, Vorschub ist 180° verschoben).

Es ist zu bemerken, dass an jeder der Stellen A, D, E und H sowohl der Winkel als auch die Geschwindigkeit einen bestimmten Wert annehmen müssen. Deshalb wird in den Stillstand-Phasen 41 und 43 sowohl abgebremst als auch beschleunigt.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass durch die Kombination eines mechanischen Getriebes mit Servomotorantrieb gewissermassen das IZurvengesetz des Getriebes verändert werden kann. So können beispielsweise einerseits höhere Teile bearbeitet werden, dies zwar etwas weniger. schnell als bei normalem Betrieb, aber ohne die Notwendigkeit eines Umbaus der Maschine. Bei niedrigeren Teilen können entsprechend grössere Hubzahlen realisiert werden und es resultieren lcürzere Federwege des Werkzeugs.

Es ergeben sich so folgende Vorteile des Systems : alle Vorteile des mechanischen Getriebes alle Vorteile des Servoantriebes mit Ausnahme des variablen Vorschubweges Servomotor muss nicht im stop and go Betrieb fahren und benötigt dadurch weniger Energie (typischerweise kann im Vergleich zu einem Längsantrieb mit Servomotor ohne Schneckengetriebe ein Servomotor mit halber Leistung verwendet werden) . die Veränderung der Geschwindigkeit kann im Stillstandsektor der Getriebeschnecke ausgeführt. werden 'die Leistung des Transfersystems entspricht dem eines voll mechanischen Systems e auf einer Presse mit fixer Hubhöhe können höhere Teile umgeformt werden der Einsatzbereich der Presse kann erweitert werden und ergibt einen grösseren Kundennutzen e wenn der Servomotor die Drehzahl ändert, muss er nur seine eigene Masse (Rotor) und die Masse der Getriebeschnecke beschleunigen oder verzögern,

weil sich die linear zu bewegende Masse des Transfersystems im Stillstandsektor befindet die Leistung des Transfersystems kann gegenüber einem reinen Servotransfer um ca 20 bis 30 % gesteigert werden.

BEZUGSZEICHENLISTE Pressentisch 2 Führungssäulen 3 Pressenstössel 4 Transportstange 5 Greifer für die Werkstücke 6 Befestigungswinkel 7 Längsschlitten 8 Führungsstangen 9 Querschlitten 10 Quer-Führungsstangen 11 Steuerschienen 12 Steuerkurven 13 Steuerrollen 14 Fortsätze 15 Kolbenstangen 16 pneumatische Zylinder 17 geklemmte Werkstück 18 Rohling 19 quer durchlaufendes Band 20 Blattfeder 21 Führungsschlitten 22 Zahnriemen

23 Servomotor 24 Steuersignal 25 Vorschub (Standardwinkel =120°) 26 Stillstand (Standardwinkel = 60°) 27 Rückhub (Standardwinkel= 120°) 28 Stillstand (Standardwinkel = 60°) 29 Pressenhub, fix 30 theoretisch nutzbare Höhe für Teileumformung 31 Presse 32 Winkelschrittgeber 33 Vorschubweg 34 Vorschubhebel 35 Servomotor 36 Reduktionsgetriebe 37 Getriebeschneclce 38 Transfergetriebe 39 Oberer Totpunkt der Presse 40 Vorschub 41 Stillstand 42 Rückhub 43 Stillstand 44 Drehachse von Vorschubhebel